Gwiazdy łączą ze sobą atomy, tworząc stopniowo cięższe pierwiastki. Te reakcje syntezy uwalniają ogromną ilość energii, zasilając gwiazdę. Jednakże, gdy żelazo jest zfuzowane, wymaga więcej energii, niż wypuszcza, tworząc zdanie śmierci dla gwiazdy. W końcu rdzeń zapada się w siebie tworząc czarną dziurę lub gwiazdę neutronową, podczas gdy zewnętrzne warstwy wybuchają w spektakularnej eksplozji znanej jako supernowa, rozpraszając wszystkie elementy, które utworzyły we Wszechświecie. Choć termin ten nie zostałby uformowany aż do lat 30. XX w., Pierwsza supernowa została zaobserwowana w 185 roku ne.
Przez prawie 1830 lat obserwacji astronomowie badali niezliczone supernowe i ich pozostałości za pomocą coraz to bardziej wyrafinowanych teleskopów. Zespół astronomów z UC Berkeley pod kierownictwem Stevena Boggsa zrobił historyczny krok naprzód, faktycznie obrazując jądro resztki supernowej o nazwie Cassiopeia A (Cas A), używając Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), pokazując, jak wyglądał w swoim ostatnie chwile. Wyniki zostały opublikowane w Nature.
Światło z Cas A, położone około 11 000 lat świetlnych stąd w konstelacji Kasjopei, uderzyło Ziemię około 300 lat temu. Był to popularny cel badania supernowych, biorąc pod uwagę jego bliskość. Chociaż poprzednia analiza promieniowania rentgenowskiego i podczerwieni ujawniła falę uderzeniową, NuSTAR był w stanie przeniknąć do rdzenia i wykryć izotop radioaktywny, który powstał na skutek zapadnięcia się gwiazdy.
Zaglądając w jądro Cas A, astronomowie będą w stanie lepiej zrozumieć eksplozję jądrową wewnątrz supernowej, aby dowiedzieć się, gdzie i w jaki sposób łączą się elementy. Doprowadzi to do dokładniejszych modeli komputerowych, umożliwiając astrofizycy prowadzenie lepszych eksperymentów na temat fizyki w rdzeniu gwiazdy, które powodują pojawianie się supernowych.
Ponieważ gwiazdy są kulami, poprzednio zakładano, że supernowa powinna mieć równą ekspansję i dystrybucję pierwiastków. Obrazy z Teleskopu Rentgenowskiego Chandra ujawniły w 2008 roku, że Cas A miał nierówne zbory naładowanych jonów krzemu. Nowe zdjęcia NuSTAR pokazują, że inne elementy, a mianowicie żelazo i tytan, są również nierówno rozmieszczone i są różnie ogrzewane, mimo że cięższe pierwiastki powinny zostać połączone w tym samym obszarze gwiazdy. Wskazuje to, że rdzeń ulega zmianom konformacyjnym przed supernową; pomysł, który zostanie zbadany dzięki dalszym badaniom.
Metoda NuSTAR analizowania promieniowania rentgenowskiego wysokoenergetycznego tytanu-44 w Cas A jest również stosowana do innych pozostałości po supernowych. Pomoże to ustalić, czy eksplozja Cas A była typowa dla wszystkich supernowych, czy też istnieją odmiany, które są jeszcze nieznane. Pozostałości do zbadania zostały starannie dobrane na podstawie wieku i odległości. Starsze pozostałości z radioaktywnymi izotopami nie będą emitować wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich koniecznych do obrazowania przez NuSTAR, podczas gdy supernowe, które są zbyt daleko, nie będą miały wyraźnie widocznej struktury.
Zobacz również:
Droga świecąca w ciemności staje się rzeczywistością
Nowe panele słoneczne mogą generować energię z kropli deszczu
Jak astronauci śpią w kosmosie?
Nowe filtry Snapchata rozpoznają to, co jest na twoim zdjęciu
Przyszłość jest jasna, przyszłość to… telewizory kwantowe
Bezprzewodowe ładowanie może wkrótce stać się rzeczywistością dla samochodów elektrycznych
To “inteligentne miasto” w Chinach jest kontrolowane przez sztuczną inteligencję